Jak mravenci umí řešit kvantové záhady

Kvantová mechanika je stále záhada. Je třeba podivné, jak částice ve fotosyntéze najde vždy tu správnou cestu do cíle. Nicméně právě proto je efektivita jádra fotosyntézy nějakých 98%. Vysvětluje se to tím, že...

...se vlnová funkce fotonu či jiných částic šíří všemi směry, takže vždycky trefí cíl. Když se snažíte kamenem trefit plechovku, povede se vám to stěží a pravděpodobnost zásahu je několik, maximálně několik desítek procent, podle vzdálenosti k cíli. Tato metafora dobře ilustruje efektivitu strojů nebo obecně procesů v našem makrosvětě. Ovšem v kvantovém světě je to jinak. Funguje tam něco, co se nazývá kvantovou procházkou, viz třeba téma disertace na ČVUT. (Mohli by si tam ale opravit češtinu. Určitě není správně: "Kvantové procházky našli...")

Ovšem taková procházka je něco šíleného. V knize Kvantový moment (str.119) se můžete dočíst její názorný výklad od nositele Nobelovy ceny za fyziku Williama Bragga: "Shodím dřevěnou kládu do moře z výšky řekněme sta stop [asi 30 metrů]. Z místa, kam dopadne, se rozběhne vlna. Takto záření z korpuskulí způsobuje vlnu. Vlna se šíří, její energie se rozptyluje do stále větší šířky, vlnky jsou stále nižší. V krátké vzdálenosti, možná po několika stovkách yardů [skoro stovky metrů], celý efekt zdánlivě zmizí. Kdyby byla voda zcela zbavena viskozity a energie vln by se nepromarnila ani z žádných dalších příčin, pak by se vlny šířily řekněme na tisíc mil [asi 1600 km]. V té době by výška vln byla, jak si snadno dokážeme představit, extrémně malá. Pak, v určitém bodě svého obvodu, by se vlna setkala s dřevěnou lodí. Možná už se před ní setkala s tisíci takovými [vlnami] a nic se nestalo, ale v tomto konkrétním případě se stane něco neočekávaného. Jedno z prken lodi náhle vyletí do vzduchu do výšky přesně sta stop [předpokládá se, že jsou obě prkna stejná], tedy pokud se z lodi uvolnilo, aniž by muselo prorazit lanoví nebo jinou část konstrukce. Problém je, odkud se bere energie, která to prkno vystřelila do vzduchu, a proč jeho rychlost přesně odpovídá rychlosti fošny, která byla shozena do vodu tisíc mil odtud."

Taková kvantová procházka se těžko vysvětluje. Ale na nápad jak ji chápat mě přivedli mravenci v naší chalupě. Ono to totiž vypadá, jako by si pravděpodobnostní kvantová vlna dopředu vyhledala, kde je cíl, a pak tam poslala foton. Něco jako když Ukrajinci zjistí, kde je ruský sklad munice a pak tam pošlou HIMARS. Nebo když namíříte tečku laserového zaměřovače na cíl. Ti mravenci taky šmejdí ve všech směrech, prolezou, co se dá, až něco zajímavého objeví. U nás konkrétně našli nedovřenou sklenici s medem, udělali si cestičku k ní a soustředili na ní veškeré své úsilí. Utopilo se jich tam v medu za krátkou chvíli snad sto, viz obrázek výše.

A tak jako mravenci vyhledají svůj cíl, je docela možné, že kvantová provázanost (aka pilotní vlna) prohledá celé okolí a najde cíl. U těch mravenců je to v pohodě, ale u fotonu to může být problém, když se pohybuje rychlostí světla. Co by bylo tak rychlé, aby foton předběhlo a dopředu prohledalo celé okolí? Jedině kvantová provázanost je silně nadsvětelná. Někteří dokonce tvrdí, že je okamžitá, o čemž by se dalo s úspěchem pochybovat, ale že je mnohonásobně rychlejší než světlo už je jisté. (Proč nemůže být provázanost nekonečně rychlá, tak o tom najdete vysvětlení v mé knize Konec nekonečna, která bude brzy v knihkupectvích.)

Tohle samozřejmě berte jako brainstorming. Kdyby to měla být vážně myšlená vědecká hypotéza, chtělo by to ještě spoustu práce. A možná by se to nakonec ukázalo jako hloupost.

P.S.: Jo, mimochodem, jakmile se ta fotosyntéza dostane na úroveň biomolekul, její efektivita klesne na nějakých 20%, takže i sluneční kolektor na střeše s ní může soupeřit. Prostě od určité velikosti molekul kvantové efekty zmizí. V biologickém materiálu mají proto kvantové vlastnosti jen velmi krátký dosah, což je i důvod, proč není vědomí kvantové. Něco malinko více k té fotosyntéze najdete v blogu: Je fotosyntéza rostlin skutečně kvantová? Jsou tam i odkazy na zdroje, kde se dovíte podrobnosti. Nebo k tomu "kvantovému" vědomí je něco zde: Je naše vědomí kvantové, jak tvrdí Roger Penrose?